K056-左摆动杠杆机械加工工艺规程及钻φ15H8孔(带三维)夹具设计
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k056
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15
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三维
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K056-左摆动杠杆机械加工工艺规程及钻φ15H8孔(带三维)夹具设计,k056,摆动,杠杆,机械,加工,工艺,规程,15,h8,三维,夹具,设计
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课 程 设 计 题 目：左摆动杠杆专用夹具设计班级：姓名：指导教师：完成日期：目 录 1 绪 论11.1 夹具的组成11.2 常用定位元件及选用21.2.1工件以平面定位21.2.2工件以外圆柱定位31.2.3工件以内孔定位31.2.4对定位元件的基本要求31.2.5常用定位元件所能限制的自由度42 夹具的设计步骤12.1 设计方案、设计方法、设计手段12.1.1 研究原始资料12.1.2 拟订夹具的结构方案13 钻床夹具的总体设计23.1 设计任务23.2总体方案的确定33.2.1 定位方案33.2.2 夹紧机构43.2.3 选择导向装置53.2.4 夹具体63.3绘制夹具装配图73.4夹具精度的验算93.4.1误差分析94机床的夹具设计94.1定位方案设计94.2导向装置设计104.3夹紧装置设计104.4夹具体设计115方案综合评价与分析116体会与展望201 绪 论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。1.1 夹具的组成虽然夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。1定位支承元件定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。2夹紧装置夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。3连接定向元件这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。4对刀元件或导向元件 这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工正确位置的元件称为对刀元件，用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。5其它装置或元件 根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。6夹具体 夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体形和底座形等形状。上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。1.2 常用定位元件及选用工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。用定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位元件的结构特点进行选择。1.2.1工件以平面定位 1.以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支承钉。2.以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板定位元件，用于面定位时用不带斜槽的支承板，通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑。3.以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件。但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为一个支承点。4.以毛坯面作为基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承作定位元件。5.当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方。1.2.2工件以外圆柱定位1.当工件的对称度要求较高时，可选用V形块定位。V形块工作面间的夹角常取60、90、120三种，其中应用最多的是90V形块。90V形块的典型结构和尺寸已标准化，使用时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。V形块结构有多种形式，有的V形块适用于较长的加工过的圆柱面定位；有的V形块适于较长的粗糙的圆柱面定位；有的V形块适用于尺寸较大的圆柱面定位，这种V形块底座采用铸件，V形面采用淬火钢件，V块是由两者镶合而成。2.当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于IT8），可选用定位套或半圆形定位座定位。大型轴类和曲轴等不宜以整个圆孔定位的工件，可选用半圆定位座。1.2.3工件以内孔定位1.工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。圆柱定位销的结构和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销。当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用圆锥定位销；当工件需平面和圆孔端边缘同时定位时，选用浮动锥销。2.在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时，常以孔和端面联合定位。因此，这类心轴通常是带台阶定位面的心轴，当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，当内孔带有花键槽时，可在圆柱心轴上设置键槽配装键块；当工件内孔精度很高，而加工时工件力矩很小时，可选用小锥度心轴定位。综上：正确定位，必须选对定位基准。1.2.4对定位元件的基本要求 1.限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度。2.限位基面应有较好的耐磨性。由于定位元件的工作表面经常与工件接触和磨擦，容易磨损，为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的使用寿命和定位精度。3.支承元件应有足够的强度和刚度。定位元件在加工过程中，受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用中变形和损坏。4.定位元件应有较好的工艺性。定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。5.定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。1.2.5常用定位元件所能限制的自由度 定位元件可按工件典型定位基准面分为以下几类：1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（钉支承和板支承），自位支承，可调支承和辅支承。2.用于外圆柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圆定位座等。3.用于孔定位的定位元件：括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销），圆柱心轴和小锥度心轴。2 夹具的设计步骤2.1 设计方案、设计方法、设计手段2.1.1 研究原始资料在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。1、研究加工工件图样了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。根据设计任务书收集有关材料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和装订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计样图，以供参考。2、熟悉工艺文件，明确以下内容（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。（2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。（3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。（4）本工序所采用的切削量。2.1.2 拟订夹具的结构方案拟订夹具的结构方案包括以下几个内容1）确定夹具的类型各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为回转式。2）确定工件的定位方案，设计定位装置根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以椎孔定位，定位元件为心轴。3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为快换式钻套。5）用soildworks绘制夹具零件。6）用soildworks完成零件的装配体，并导出装配体的CAD二维图。3、主要工作程序1)零件本工序的加工要求分析。2)确定夹具类型。3)拟定定位方案和选择定位元件。4)确定夹紧方案。5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)。6)绘制夹具零件的三维图以及完成装配体。7)导出夹具的装配图。8）编写设计说明书和工序卡。3 钻床夹具的总体设计3.1 设计任务本设计的主要任务是设计一个钻床夹具，为了使钻孔的位置精确，必须对A型齿轮油泵泵体进行固定定位，提高加工精度，使之满足使用要求。被加工零件如下： 在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求。由于是批量生产，采用了固定式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面，这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固了所学的基本知识，并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。3.2总体方案的确定3.2.1 定位方案工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件。要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件及其组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的修理与维护。选用一短圆柱销与一大平面限制工件5个自由度，再用一空间中倾斜一角度的菱形销限制剩下的一个自由度，此时工件被完全定位。因此根据本次夹具设计的零件，我采用的定位方案为一短圆柱销与一大平面及一菱形销组合定位，6个自由度被全部限制。考虑到零件的磨损与更换方便，故均采用可换定位销。所选用定位销类型及对比分析：图2-2短形定位销 图2-3菱形定位销 如图2-2短形圆柱销能够使所设计的夹具体占用的空间小且能够满足夹紧要求。如图2-3菱形定位销，本夹具定位方式为一短圆柱销与一大平面及一菱形销组合定位，所以选用该定位销。 图2-4 圆柱定位销 图2-5菱形销定位综上所述所选用的定位方式为一短圆柱销与一大平面及一菱形销组合定位。3.2.2 夹紧机构(1)夹紧力的方向：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性，不能使工件有脱离定位表面的趋势，并防止工件在夹紧力的作用下产生变形。(2)夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。(3)选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止意外伤及夹具操作人员；手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度；夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率；手动夹紧机构应操作灵活、方便。确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。经我组同学共同讨论，总结出以下四种夹紧方案：方案一 使用84法兰直接加紧；方案二 用84法兰加紧，并在E面背侧用一V形块辅助支承；方案三 用48芯轴、D面开口螺母夹紧；方案四 D面方形法兰压紧，及E面背侧V形块辅助支承。由于工件批量较大，宜使用快速装夹以提高生产效率。方案一可能导致刚度不足引起变形；方案二的辅助支承不易操作，但装夹准确度较高；方案三容易操作；方案四装夹也较复杂。四种夹紧方式各有利弊，但均可实现。本人所选用为方案一。3.2.3 选择导向装置导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，常用的几种钻套如下图所示 图2-6可换钻套 图2-7快换钻套 图2-8固定钻套（A、B型）根据本设计夹具类型，工件大批大量生产，为提高加工效率，优先选用快换钻套。但经尺寸计算及论证可知，使用快换钻套时，三个钻套相互间会发生干涉现象。故三个独立的快换钻套不可用。然后考虑将三个钻套做成一体。经计算可知，钻套尺寸将过于巨大，且难加工。一旦其中任何一个钻套损坏，整个钻套即需更换，经济性不好。故此种方案亦不可行。考虑到以上原因，同时顾及到钻套距工件间距离，易采用长型固定钻套。其结构如下图所示。图2-9 长型固定钻套3.2.4 夹具体用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。夹具体是夹具的基础体，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体，并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小，取决于加工工件的特点、尺寸大小，各种元件的结构和布局，夹具于机床的连接方式，切削力、重力等大小的影响。夹具体应满足以下几点计算要求：1、应有足够的强度和刚度；2、力求结构简单及装卸工件方便 ；3、结构工艺形好；4、排屑切屑要方便；5、在机床上安装稳定可靠；6、具有适当的精度和尺寸稳定性根据要求夹具体选用铸件3.3绘制夹具装配图画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。对零件编号，填写标题栏和零件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。（1）总装配图应按国家标准尽可能1：1地绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结 构。（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。（5）标注必要的尺寸、配合、公差等夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、国定尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸即公差。如快换钻套与衬套之间采用间隙配合，其尺寸公差为，衬套与钻模板之间采用过盈配合，其尺寸公差为。夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。如定位螺杆14与夹具体孔的配合。各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。如设计中菱形定位销7相对于已加工好两孔中心线位置要求mm；上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/31/10,最常用的是1/3。（6）标注技术条件和要求。定位元件的定位面间相互位置精度。定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。如定位螺杆14与夹具体底面的平行度不得大于0.01；菱形定位销7和加工工件孔配做，定位销1与钻模板2和夹具体30上的孔配做，定位销1还与斜面体6和夹具体30上的孔配做，圆锥销21和固定板22和夹具体30上的孔配做。定位表面与导向元件间的位置精度。快换钻套2孔中心线对于夹具体28底面的垂直度误差不得大于0.01/100。导向元件工作面间的位置精度。两个快换钻套中心线之间满足。 夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。（7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。3.4夹具精度的验算3.4.1误差分析1、位置精度夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。影响位置精度的主要因素有三个方面： 1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。 2）夹具在机床上对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。 3）加工过程中出现的误差，包括机床的几何精度、运动精度，机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形，受热变形，磨损，调整、测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。 第三项一般不易估算，夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为算合格。6机床的夹具设计4.1定位方案设计4.1.1工件在夹具体中的定位通过分析零件可知，15的孔是以12孔的中心轴线、与左端面为设计基准，为保证“基准重合”的原则，选择以下的定位方案：用定位销定位，定位销位于12的孔内, 限制了两个方向的平动与两个方向的转动自由度；用支承钉顶住左端面定位，限制一个方向的平动；用支承钉顶住下端面，与定位销共同限制一个方向的转动；由上分析，此种定位方案共限制了6个自由度，实现了完全定位，保证加工的准确性。4.1.2定位误差的分析由于实现了定位基准与设计基准的统一，所以基准不重合度误差为0。基准位移误差为15孔的加工误差，所以此种定位方案实现了定位误差的最小。4.2导向装置设计根据工序7的加工工步：钻孔-扩孔-铰孔。与加工所用的刀具（铣刀）与机床（四面组合机床），采用快换钻套与衬套想配合的方式作为铣刀与钻刀的导向装置。快换钻套的选取：根据经验公式H=（12.5）d可以确定钻套的高度为1537.5。再根据表9-10可以选取相应的钻套。衬套的选取：根据所选的快换钻套，选取与之配合的衬套。排屑间隙的确定：根据经验公式h=（0.71.5）d可以确定排屑间隙为10.522.5，选取12。根据定位装置与快换钻套与衬套，设计钻模板。4.3夹紧装置设计根据支承钉钉分布情况与工件的定位方法，采用两种相辅相成的夹紧方式：夹紧螺钉定位，使夹紧力指向定位基准；偏心轮夹紧，并使夹紧力指向下端面。此种夹紧方案，能限制所有方向的移动与转动，夹紧可靠，保证加工精度。具体如装配图。4.4夹具体设计根据定位方案、导向装置、夹紧装置的要求，并考虑结构公益性和清除切削等要求，设计夹具体，具体见夹具体图。7方案综合评价与分析此套方案，从机械加工工艺规程设计到夹具体的设计，都是在分析零件的功能与工艺性的基础上展开的。工艺规程制定合理、规范，有很强的实用性。夹具体的设计，从定位方案的设计，到导向装置与夹紧装置的设计，也是以零件为基本，所以做到合理。总之，这套方案合理、规范，使用性强。8体会与展望通过此次课程设计，进一步复习所学的机械制造技术基础、精度设计与检测、机械图学与机械设计等课程的内容，并运用到实践。锻炼了自己运用所学知识的能力、自己发现问题解决问题的能力和设计能力。但通过此次课程设计，也体会到：所学知识不扎实，运用能力还是不强等自身的不足。这些都将会促进我更进一步的学习。参考文献1绉青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京:机械工业出版社，20042韩正铜.机械精度设计与检测M.江苏:中国矿业大学出版社，20073 苏翼林.材料力学M.北京:人民教育出版社,19794 赵俊,楮乃雄.AG材料床身的结构设计J.制造技术与机,1996,26(03):27-295 孙志礼，冷兴聚，巍延刚，曾海泉.机械设计M.沈阳:东北大学出版社,20006 张平.铣床夹具优化设计的研究D.阜新：辽宁工程技术大学硕士学位论文，20067 李凤平,张士庆.机械图学M.阜新:东北大学出版社，2003 8 单祖辉.材料力学M.北京:高等教育出版社，2003 9 王光斗，王春福.机械夹具设计手册M.上海:上海科学技术出版社，2000 10 黄健求.机械制造技术基础M.北京:机械工业出版社，2008致 谢本论文是在老师的悉心关怀和指导下完成的。在此论文完成之际，谨向胡老师致以最诚挚的感谢。感谢老师对我的悉心指导和培养，给予我许多学习和锻炼的机会，在我论文的选题、研究和撰写过程中倾注了极大的心血和精力。他乐观豁达的生活态度、严谨务实的教学风格深深地影响着我。促使我在今后的学习生活以及工作中要踏实勤勉。他渊博的知识、严谨的治学态度、敏锐独到的眼光和无穷的创新思维是我永远学习的榜样。在整个毕业设计的过程中，我学到的不仅仅是毕业设计本身，还有很多毕业设计之外的东西，一种态度，既是对学术的态度，也是对人生的态度，尽自己所能，认真做好手边的事情。有些东西，最开始接触的时候，我们会觉得很陌生、很难，不知从何入手，这时，我们需要静下心来，仔细分析，将问题一点一点的解决，这是一个漫长的过程，也是一个学习的过程，期间会觉得茫然、困惑、不知所措，但是当我们坚持到最后，完成它的那一刻，我们会觉得很有成就感，那是一种对自己能力的肯定，对自己的认可。四年的大学时光在我们交上这封论文的这一刻便即将画上句号，无论这份答卷满意与否，我们都将与这份青春告别，但我知道求学之路不会就此而终结，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。四年，无论是在学习还是在生活上，老师们都会悉心给以指导和解答，让我获益匪浅。一日为师，终生为父，在此，真诚的向所有的老师道一声：“谢谢！”，老师，您们辛苦了。最后，谨向审阅论文和参加答辩的每一位老师，表示由衷的敬意和感谢，祝愿全天下所有老师身体健康，全家幸福!辽宁工程技术大学 机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摆动杠杆零件名称摆动杠杆共1页第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号10铣槽45号钢坯 种 类毛毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至14.80mm麻花钻、内径千分尺68012.40.15.8016.61.32粗铰至14.96mm铰刀、内径千分尺971.80.40.16161.23精铰至15.00mm铰刀、内径千分尺1403.70.30.04161.2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 辽宁工程技术大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称摆动杠杆零件名称摆动杠杆共1页第1页材 料 牌 号 45号钢毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号工序名称工序内容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1车端面粗铣左右端面及上端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具2半精车端面半精铣左端面，上端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具3半精车端面半精铣右端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀 游标卡尺4孔加工钻-粗铰-精铰孔四面组合机床高速钢钻刀 铰刀塞规.卡尺5螺纹加工钻-粗铰-攻螺纹四面组合机床丝锥 塞规.卡尺6孔加工钻-粗铰-精铰孔四面组合机床高速钢钻刀、铰刀、塞规.卡尺7盲孔加工钻-粗铰盲孔四面组合机床高速钢钻刀、铰刀、塞规.卡尺8孔加工钻-粗铰-精铰孔四面组合机床高速钢钻刀 铰刀 塞规.卡尺9铣槽粗铣-半精铣8mm槽卧式铣床高速钢套式面铣刀塞规、游标卡尺等10铣槽铣2mm槽卧式铣床锯片铣刀、游标卡尺、专用夹具11去毛刺钳工台平锉13清洗清洗机14终检塞规 百分尺 卡尺设 计（日 期）校对日期（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字日期辽宁工程技术大学课程设计19 课 程 设 计题 目：左摆动杠杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓名：指导教师：完成日期：一、设计题目(学生空出，由指导教师填写)二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张(6) 课程设计说明书(50008000字) 1份四、四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要此次课程设计是学习完机械制造技术基础这一门课程后的一次实践学习。所以，他最突出的特点是很强的实践性。在设计过程中，主要完成了某零件的工艺卡片与工序卡片的制定，进一步熟悉了机械生产的全过程；同时针对某一指定工序设计夹具体，实现零件的大批量生产。此次课程设计的主要意义有：一 进一步熟悉所学课程，并应用到实践，再从实践中反过来加强对所学知识的熟悉程度。二 增强知识的综合运用的能力。此次课程设计，不但设计到机械制造技术基础这一门课程，更是对机械精度设计与检测、机械图学与机械设计等课程的一次全面复习，与综合运用能力的锻炼。三 增强自主解决问题的能力与设计能力。AbstractThe curriculum design is another learning after the learning of Manufacturing Technology course this time. Therefore, his most prominent feature is the strong practicalism. We have completed the main parts of the process of a card and the process of a development of the card, becoming more familiar with the machinery of the entire process of production; At the same time for a specific folder we design processes and achieve high-volume production parts.The main significance of the curriculum design has the followings:First. To further familiarize themselves with the course, and applied to practice, from practice, in turn, enhance the knowledge of the degree of familiarity withSecond. The curriculum design is not only a totally review of the such courses as Machinery Manufacturing Technology、precision mechanical design and testing、mechanical Graphics and mechanical design，but also a exercise comprehensive use of ability.Third. Enhance the ability of independent problem-solving and design capability目录1左摆动杠杆的工艺分析1.1左摆动杠杆的用途11.2左摆动杠杆的技术要求11.3左摆动杠杆的工艺分析21.4确定生产类型32确定毛坯、绘制毛坯简图32.1选择毛坯32.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量33拟定左摆动杠杆工艺路线53.1定位基准的选择53.2表面加工方法的确定53.3加工阶段的划分63.4工序的集中与分散63.5工序顺序的安排63.6确定工艺路线75.1切削用量的计算95.2时间定额的计算106机床的夹具设计126.1定位方案设计126.2导向装置设计126.3夹紧装置设计136.4夹具体设计137方案综合评价与分析138体会与展望131左摆动杠杆的工艺分析 1.1左摆动杠杆的用途 左摆动杠杆主要应用在某柴油机的左摆动器中，包括有中部有定轴管、一端为拨叉、另一端为触杆的锻造成型的杠杆体，在其两触杆端部各设有孔，在该两孔中设有与其紧密配合的钢球头。1.2左摆动杠杆的技术要求表一 左摆动杠杆的零件技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Raum左摆动杆上面177IT93.2左摆动杆右面IT93.2左摆动杆左面IT93.2右图孔IT71.6右图孔IT71.6右图孔及M10螺纹 M10IT86.4左图盲孔IT86.4左图孔IT71.6左图下槽8IT83.21.3左摆动杠杆的工艺分析 分析零件图可知，左摆动杠杆的上、左和右端面的粗糙度要求较高，为3.2，所以需要进行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因为是大批生产，所以采用锻造毛坯的方法，其他面无需加工。零件中几个孔的要求较高，粗糙度为3.2，但孔的直径较小，所以采取钻、粗铰，精铰的加工以确保精度等级。零件中对形位公差的要求并不高。由此，该零件加工方便，工艺性较好。1.4确定生产类型 该零件为大批生产2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯 由于左摆动杠杆在实际应用中要承受较大的力，为了增强左摆动杠杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯采用锻件。该零件尺寸不大，且生产类型为大批生产、形状较复杂，为提高生产率和精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度为2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-10和表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素2.2.1公差等级 由左摆动杠杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。2.2.2锻件重量已知机械加工后的左摆动杠杆的重量为1.2Kg，由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为2.3Kg2.2.3锻件形状复杂系数 对左摆动杠杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即179mm，32mm，24mm。（详见毛坯图）;由公式（2-3）和（2-5）可以计算出锻件的复杂系数2.2.4锻件材质系数 由于该材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。2.2.5零件表面粗糙度由零件图可知，该左摆动杠杆的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表二表二左摆动杠杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/Kg包容体重量/Kg形状复杂系数材质系数公差等级1.22.3普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注宽度28表2-101.7-2.2 取2表2-13长度117表2-101.7-2.2 取2表2-13高度24表2-101.7-2.2 取2表2-133拟定左摆动杠杆工艺路线3.1定位基准的选择 定位基准有粗基准还有精基准，通常先确定精基准，再确定粗基准。3.1.1精基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择左摆动杠杆的上端面和左端面为精准，零件上的很多表面和孔都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。另一方面，我们可以以这两个面为定位基准，加工其他的平面和孔，保证“基准重合”的原则。最后一方面，以这两个面为定位基准，在加紧方便。3.1.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应该平整，没有飞边、毛刺、或其他的欠缺。本例选择右端面为粗基准。3.2表面加工方法的确定 根据左摆动杠杆零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件个表面的加工方法。如表三所示表三左摆动杠杆各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注左端面IT93.2粗铣-半精铣表1-8右端面IT93.2粗铣-半精铣表1-8上端面IT93.2粗铣-半精铣表1-8孔右图IT71.6钻-粗铰-精铰表1-7孔IT71.6钻-粗铰-精铰表1-7孔IT71.6钻-粗铰-精铰表1-7攻螺纹M10钻-攻螺纹孔左图IT86.3铰表1-7盲孔IT86.3钻-粗铰表1-78mm的槽IT83.2粗铣-半精铣表1-82mm槽IT83.2粗铣-半精铣表1-83.3加工阶段的划分 该左摆动杠杆的质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先应该将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和孔的加工精度;然后粗钻其他的一些孔，再粗铰、的孔；在精铰刀加工阶段，完成粗糙度为1.6的孔的精铰加工。3.4工序的集中与分散 由于生产类型是大批生产，采用工序集中的加工工序。采用外能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则是工价的装夹次数少，可以缩短辅助时间。3.5工序顺序的安排3.5.1机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准-左端面与上端面；遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面-左端面和上端面，再加工次端面-右端面；遵循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。3.5.2热处理工序模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为241-285HBS，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。3.5.3辅助工序 半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序;精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该左摆动杠杆工序的安排顺序为：基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工-热处理-主要孔的精加工3.6确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了拨叉的工艺路线表四工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣左右端面及上下端面X51面铣刀游标卡尺2半精铣左端面，上端面X51面铣刀游标卡尺3半精铣右端面X51面铣刀游标卡尺4钻-粗铰盲孔四面组合机床麻花钻 铰刀5钻-粗铰-攻螺纹四面组合机床麻花钻 铰刀6钻-粗铰-精铰孔四面组合机床麻花钻 铰刀7钻-粗铰-精铰孔四面组合机床麻花钻 铰刀8钻-粗铰-精铰孔四面组合机床麻花钻 铰刀9粗铣-半精铣8mm槽X51铣刀 铰刀10粗铣-半精铣2mm槽X51铣刀 铰刀11去毛刺钳工台平锉12中检塞规 百分尺 卡尺13清洗清洗机14终检塞规 百分尺 卡尺4加工余量、工序尺寸、和公差的确定（只算工序5）查表2-28可得，精铰余量为 Z精=0.15mm;扩孔的余量为Z扩=0.85mm；钻孔的余量为Z=14mm查表1-20可确定各工序尺寸的加工精度等级为：精铰IT8；扩孔IT10；钻孔IT12根据上述结果，查表2-40可知，个工步公差为：精铰，1515.027；扩孔，14.8514.92；钻孔1414.018其相互关系参看右图5切削用量、时间定额的计算只算工序5的切削用量、时间定额5.1切削用量的计算5.1.1钻孔工步 1）背吃刀量=14mm 2）进给量 由表5-12，选取每转进给量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表5-22查得，因为工件为45号钢，v=20m/min，带入公式得参照表4-15所列X51型立式机床的主轴转速取n=590r/min。实际转速为5.1.2扩孔工步1）背吃刀量=0.85mm2）进给量 由表5-31可查得，取f=0.50 mm/r3）切削速度计算 由表5-31可得 v=2 m/min 参照表4-9所列Z525型立式钻床单主轴转速，取n=97 r/min。实际转速5.1.3精铰工步1）背吃刀量=0.15 mm2）进给量 查表5-31 f=0.4 mm/r3)切削速度计算 查表5-31可查到 v=4 m/min 参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取n=140 r/min 实际转速 5.2时间定额的计算5.2.1基本时间的计算1）钻孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/min 带入2）扩孔 根据表5-41，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ， =5.3 mm3）铰孔 根据表5-41及表5-42 查得 =20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min5.2.2辅助时间的计算 根据经验公式，辅助时间与基本时间的关系为 =（0.150.2）,本例取=0.15，则各工步的辅助时间为：钻孔工步：=0.1515.8=2.37s扩孔工步：=0.1533.8=5.07s 精
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